题目内容
17.如图所示,长为L的轻杆一端固定质量为m的小球,另一端固定在转轴O,现使小球在竖直平面内做圆周运动,P为圆周的最高点,若小球通过圆周最低点时的速度大小为$\sqrt{\frac{9}{2}gL}$,若小球在最低点速度v1与最高点速度v2满足关系式v12=v22+4gL,忽略摩擦阻力和空气阻力,则以下判断正确的是( )A. | 小球能够到达P点 | |
B. | 小球到达P点时的速度等于$\sqrt{gL}$ | |
C. | 小球能到达P点,且在P点受到轻杆向下的弹力F=$\frac{1}{2}$mg | |
D. | 小球能到达P点,且在P点受到轻杆向上的弹力F=$\frac{1}{2}$mg |
分析 根据v12=v22+4gL求出小球在P点的速度,小球在P点的临界速度为零,根据牛顿第二定律求出在最高点杆子的作用力表现为什么力.
解答 解:AB、根据小球在最低点速度v1与最高点速度v2满足关系式v12=v22+4gL可知,小球到达P点的速度为:${v}_{P}=\sqrt{\frac{1}{2}gL}$,
小球在最高点的临界速度为零,所以小球能到达最高点.故A正确,B错误
CD、设杆子在最高点表现为支持力,则有:$mg-F=m\frac{{v}_{P}^{2}}{L}$,解得:F=$\frac{1}{2}mg$.故杆子表现为支持力,即小球在P点受到轻杆向上的弹力为:F=$\frac{1}{2}$mg.故D正确,C错误.
故选:AD
点评 本题综合考查了动能定理以及牛顿第二定律,关键搞清向心力的来源,运用牛顿定律进行求解.
练习册系列答案
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7.如图所示,在两个等量异种点电荷的电场中,AB为中垂线,且AO=BO,则( )
A. | A、B两点场强相等 | B. | A、B两点电势相等 | ||
C. | 正电荷从A运动到B,电势能增加 | D. | 负电荷从A运动到B,电势能增加 |
8.如图所示,带电质点 P 静止于两平行金属板间,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R3的滑片向 a 端移动时,下列说法正确的是( )
A. | 电压表读数减小 | B. | 电流表读数增大 | ||
C. | 质点 P 将向下运动 | D. | R2消耗的功率增大 |
5.一艘小船在静水中的速度为3m/s,渡过一条宽120m,水流速度为4m/s的河流,则该小船( )
A. | 能到达正对岸 | |
B. | 以最短时间渡河时,沿水流方向的位移大小为160m | |
C. | 渡河的时间可能少于40s | |
D. | 以最短位移渡河时,位移大小为120m |
2.在宽度为d的河中,水流速度为v2,船在静水中速度为v1(且v2>v1),方向可以选择,现让该船开始渡河,则该船( )
A. | 最短渡河时间为$\frac{d}{{v}_{1}}$ | |
B. | 只有当船头垂直河岸渡河时,渡河时间才和水速无关 | |
C. | 最短渡河位移为d | |
D. | 不管船头与河岸夹角是多少,渡河时间和水速均无关 |